机械工程学报 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (3): 325-336.doi: 10.3901/JME.2025.03.325
• 机械动力学 • 上一篇
凌四营1, 张衡2, 杨振湘1, 张嘉阳1, 凌明3, 王奉涛1
LING Siying1, ZHANG Heng2, YANG Zhenxiang1, ZHANG Jiayang1, LING Ming3, WANG Fengtao1
摘要: 开环大速比高精度齿轮传动副在高端装备及精密仪器的分度系统中有重要的应用价值,但目前渐开面包络环面蜗杆(TI)传动的啮合性能受螺旋角取值的影响较大,其传动过程中存在偏载、不能全齿面参与啮合等问题,不能直接满足高端装备及精密仪器的分度精度需求。针对这些问题,首先提出一种与渐开线圆柱齿轮全齿面共轭的椭圆环面蜗杆(EI蜗杆)传动新形式,建立椭圆环面与渐开线圆柱齿轮圆柱面之间的空间位置关系,推导出椭圆环面的母线方程,基于齿轮空间共轭啮合原理建立渐开面一次包络EI蜗杆的啮合相关理论。其次通过分析EI蜗杆传动的啮合参数对瞬时接触线分布的影响规律,优化瞬时接触线在齿轮齿面上的分布区域,实现了渐开线圆柱齿轮全齿面与EI蜗杆啮合传动。最后分析EI蜗杆传动的啮合参数对诱导法曲率、润滑角、相对卷吸速度的影响。在相同参数的理想状态下,通过对比EI蜗杆与TI蜗杆传动中齿轮齿面啮合区域及啮合性能,发现:EI蜗杆传动中齿轮齿面啮合区域面积是TI蜗杆传动的5.49倍、诱导法曲率和润滑角相近、相对卷吸速度更大。因此,EI蜗杆传动具有共轭齿面间贴合程度高、接触强度大及润滑效果好的优点。研究成果为高性能蜗杆传动的设计提供了理论依据。
中图分类号: